CN201025205Y - 汽车辅助启动装置 - Google Patents

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康国强
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本实用新型提供一种汽车辅助启动装置，该装置包括超级电容组，所述超级电容组与汽车蓄电池并联。所述超级电容组由多个超级电容单体串联而成，或者由多个超级电容单体先并联然后再串联组合而成。所述超级电容组的正负极可以通过导线直接连接到所述蓄电池的正负极或者通过点烟器与蓄电池并联。本实用新型的汽车辅助启动装置能够增强汽车的启动能力，而且还能够为汽车中的电器提供良好的滤波稳压作用。

Description

汽车辅助启动装置
技术领域
本实用新型涉及一种汽车附件，特别涉及一种汽车辅助启动装置。
背景技术
汽车通常由蓄电池来提供启动电流。然而，在蓄电池电量不足或自然老化时，汽车便无法正常启动。为了改善上述缺陷，人们开始利用超级电容来辅助蓄电池进行汽车启动。
申请号为03134523.9的发明专利申请公开了这样一种电动车超级电容辅助电源系统，其在电动车主电源基础上增加了一个超级电容辅助电源，以存储电动车刹车时的制动能量，并在车辆加速和爬坡时协助主电源向电动机供电。然而，该系统的缺点是不能够在普通的汽油机汽车或柴油机汽车上使用，因为汽油机汽车和柴油机汽车都不是由电动机来驱动的。
申请号为200620080217.9的实用新型专利公开了一种车用超级电容辅助起动装置，包括超级电容组和多个控制开关。在汽车启动的瞬间，超级电容组在控制开关的控制下直接并联到启动电机两端，与蓄电池一起为启动电机供电，并且发动机正常运转之后由发动机带动汽车发电机对超级电容进行充电。但是，由于在汽车首次启动时，超级电容中没有存储电荷，因此该装置在汽车首次启动时无法发挥作用。此外，在汽车正常行驶过程中，超级电容与蓄电池电路是通过恒压限流模块隔离的，因而无法稳定汽车发电机的涟波电压。另外，由于该装置与原有汽车电路的结合过于紧密，因而无法轻松地将其拆下以用于其他汽车的应急启动。
因此需要提供一种汽车用辅助启动装置，它不但能够辅助汽车启动，而且在汽车行驶过程中实行滤波稳压。该装置最好能够易于安装和拆卸。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的不足，进而提供一种汽车辅助启动装置。
本实用新型的汽车辅助启动装置包括超级电容组，所述超级电容组与汽车蓄电池并联。
优选地，所述超级电容组包括至少一个超级电容单体。
优选地，所述超级电容组包括多个串联的超级电容单体，并且所述多个串联的超级电容单体中的每一个可并联一个或多个超级电容单体。
优选地，所述多个串联的超级电容单体中的每一个可并联一个电压均衡电路。
由于大容量的超级电容组在接通的瞬间充电电流非常大，因此为了防止瞬间电流熔断保险丝或者损坏蓄电池和发电机，大容量的超级电容组必须配备保护电路。保护电路由恒流充电线路和开关电路组成。恒流充电线路负责为超级电容组进行恒流充电，开关电路负责在电压升至指定电压后使开关闭合，从而直接把超级电容组接入汽车电路。
优选地，超级电容组的正负极可以通过导线直接连接在蓄电池的正极和负极接线柱上。
优选地，超级电容组可以通过点烟器连接线和点烟器插头与汽车点烟器并联。由于点烟器与蓄电池通常是并联的，因此在车内将超级电容组与点烟器连接便可以达到超级电容组与蓄电池并联的目的。采用这种连接方式可以方便地把充满电能的超级电容组取下，以用于蓄电池出现故障的其他汽车的应急启动。
超级电容组的外壳由金属材料或塑料制成。根据需要可以在外壳上安装照明装置、电压指示器以及电流指示器等。
与现有技术相比，本实用新型的汽车辅助启动装置的有益效果在于，不但能够增强汽车的启动能力、为汽车中的电器提供良好的滤波稳压作用、而且易于安装和拆卸。
附图说明
图1是本实用新型的汽车辅助启动装置的第一实施例的电路结构示意图；
图2是图1的电路结构的详细示意图；
图3是在图2的电路结构中增加了保护电路的示意图；
图4是本实用新型的汽车辅助启动装置的部分安装示意图，其中示出了超级电容组通过点烟器与蓄电池并联；以及
图5是本实用新型的汽车辅助启动装置的第二实施例的示意图。
具体实施方式
图1是本实用新型的汽车辅助启动装置的第一实施例的示意图。如图1所示，汽车辅助启动装置10包括超级电容组11和蓄电池12，所述的超级电容组11通过导线13与蓄电池12并联。
图2是图1的电路结构的详细示意图。超级电容组11由超级电容单体21与超级电容单体22串联而成。如果需要提高超级电容组11的耐压能力，还可以串联更多的超级电容单体。超级电容单体21与电压均衡电路31并联，超级电容单体22与电压均衡电路32并联。这样的连接可以防止过压损坏超级电容单体。此外，如果需要扩充超级电容组11的容量，则可以为各个超级电容单体并联其他的电容单体。如图2所示，可以为超级电容单体21并联超级电容单体23，同时为超级电容单体22并联超级电容单体24。这时，无需增加电压均衡电路。上述超级电容单体可以很容易在市场上买到，并且部分厂家还提供按要求定制的超级电容组。
上述超级电容组的结构是示例性的。应当理解，随着技术的发展，当电容单体的耐压足够高并且容量足够大时，可以采用单个的电容单体和蓄电池并联来实现本实用新型的目的。
此外，由于大容量的超级电容组在接通的瞬间充电电流非常大，因此为了防止瞬间电流损坏蓄电池和发电机，大容量的超级电容组可选择性地配备保护电路。图3是在图2的电路结构中增加了保护电路的示意图。如图3所示，保护电路40由恒流充电电路41和开关电路42并联组成，其中恒流充电电路41为超级电容组11恒流充电，开关电路42在电压升至某一指定电压后闭合，从而把超级电容组11接入汽车的相关电路。上述指定电压与蓄电池电压的差值优选在1V范围内，以降低开关电路42闭合瞬间充电电流对蓄电池和发电机影响。
通常，在汽车启动的瞬间，由于启动电机需要很大的启动电流，因而通常会使蓄电池电压瞬间跌落，跌落幅度可能高达8V，这种情形可能损伤蓄电池，缩短其寿命。在低温或者老化的情况下，蓄电池的放电性能变差，电压跌落可能更大，可能会影响对汽车的启动。在蓄电池并联超级电容组后，超级电容组存储的能量在汽车启动过程中得以释放，可以缓解由于蓄电池的电压跌落造成的不利影响，辅助汽车启动。在汽车行驶过程中，超级电容组可以吸收发电机的涟波电压的波峰，填平波谷，为汽车音响等车载电器提供平稳的电压。例如，将450F/16.2V的超级电容组与12V、45Ah的蓄电池并联，以启动排气量为1.9升的柴油机汽车。在启动瞬间，电压跌落由仅采用蓄电池时的9V降低到5V；启动电流从560A提高到1200A，启动瞬时的电源输出功率从2kW提高到8.7kW，启动过程的平稳电压由7V提高到9.4V，启动过程的平稳电流由280A提高到440A，启动过程的电源平稳输出功率从2.44kW提高到4.12kW。由于电源的输出功率提高，因此启动速度由仅采用蓄电池时的300rpm，增加到450rpm。
此外，在提高汽车寒冷气候的起动性能方面，将超级电容组与蓄电池并联也是非常有意义的。例如，在零下20摄氏度时，由于蓄电池的性能大大降低，因而很可能不能正常启动或者需要多次启动才能成功，而超级电容器与蓄电池并联时则仅需一次点火便可成功启动。
虽然在图1至图3中以框图的形式示意性地显示了通过超级电容组11与蓄电池12并联来实现本实用新型的汽车辅助启动装置，但是本领域的技术人员应该理解，超级电容组11可以采用多种物理连接方式与蓄电池12并联。例如，超级电容组11的正负极可以通过导线13直接连接在蓄电池12的正极和负极接线柱上。又例如，超级电容组11通过与汽车点烟器50直接并联，来实现和蓄电池12并联，如图4所示。由于点烟器与蓄电池通常是并联的，因此在车内将超级电容组11与点烟器50并联便可以达到超级电容组与蓄电池并联的目的。具体而言，将导线111的一端与点烟器插头52的正极55焊接在一起，另一端与超级电容组11的正极焊接在一起；将导线112的一端与点烟器插头52的负极56焊接在一起，另一端与超级电容组11的负极焊接在一起，从而实现超级电容组与点烟器插头的并联。点烟器插头52是特别定制的，要求其接触电阻尽量小。
将超级电容组与点烟器并联可以提供更方便的使用，例如，可以方便地将超级电容组从一辆汽车上取下，用于另一辆汽车的启动。此外，当一台汽车由于蓄电池耗尽或者故障而无法启动时，往往会采用启动辅助线。然而，如果将启动辅助线的正负极与蓄电池的正负极接错，可能会引起蓄电池短路，进而导致爆炸伤人。将超级电容组与点烟器并联，从而实现超级电容组与蓄电池的并联则可以避免这种危险，因为将超级电容组与点烟器并联时是不容易将二者的正负极接错的。例如，将1.5F/16.2V的超级电容组与使用1.4升汽油机的汽车的点烟器并联后，在启动瞬间电压跌落由4V降至2V，辅助启动作用明显；行驶过程中油门反应轻快、灵敏，低档行驶的撮车现象得到改善，换档更加顺畅，使用数字示波器看到的蓄电池端电压的毛刺明显减少。
图5是本实用新型的第二实施例的方框示意图。在该实施例中除了包括和第一实施例中相同的超级电容组11和蓄电池12外，还包括附加的功能面板60。附加的功能面板60可优选地设置在超级电容组11的外壳上。附加的功能面板60上可以安装开关装置和照明装置。照明装置例如可以为高亮度的发光二极管。附加的功能面板60上还可以安装电压或电流显示装置，以指示超级电容组的工作状态。可以采用LED数码管来显示超级电容组的端电压或通过超级电容组的电流信息。可选地，1.5F/16.2V的超级电容组可以使5颗高亮度的白光发光二极管至少工作半小时，其亮度可以达到阅读报纸的水平，因而用于应急照明绰绰有余，而且在超级电容组的电量耗尽后可以方便快捷地充满。此外，虽然为了简化起见而在图5中没有示出电压均衡电路，但是超级电容组11也需要配有如图2所示的电压均衡电路。

Claims (10)

1.一种汽车辅助启动装置，其特征在于，所述装置包括超级电容组，所述超级电容组与汽车蓄电池并联。
2.如权利要求1所述的汽车辅助启动装置，其特征在于，所述超级电容组包括至少一个超级电容单体。
3.如权利要求1所述的汽车辅助启动装置，其特征在于，所述超级电容组包括多个串联的超级电容单体。
4.如权利要求3所述的汽车辅助启动装置，其特征在于，所述多个串联的超级电容单体中的每一个可并联一个或多个超级电容单体。
5.如权利要求3所述的汽车辅助启动装置，其特征在于，所述多个串联的超级电容单体中的每一个可并联一个电压均衡电路。
6.如权利要求4所述的汽车辅助启动装置，其特征在于，所述多个串联的超级电容单体中的每一个再并联一个电压均衡电路。
7.如权利要求1所述的汽车辅助启动装置，其特征在于，所述超级电容组与汽车点烟器并联。
8.如权利要求1-7中的任何一个权利要求所述的汽车辅助启动装置，其特征在于所述装置进一步包括一个保护电路，所述保护电路与所述超级电容组串联。
9.如权利要求8所述的汽车辅助启动装置，其特征在于，所述保护电路由恒流充电电路和开关电路并联组成。
10.如权利要求8所述的汽车辅助启动装置，其特征在于进一步包括电压指示器、电流指示器和照明装置中的至少一个。
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